图形点阵式液晶显示器MSP-G320240在高速处理
摘要：介绍了内置SED1335控制器的图形液晶显示器MSP-G320240的工作原理及应用方法,给出了MSP-G320240液晶显示器同DSP的简单接口电路，同时给出了相应的液晶显示器的初始化和清显示区的具体程序。
１引言
各种仪器仪表无论是测量型的仪器仪表，还是信号源型的仪器仪表，或大或小都有一个显示子系统，这使得液晶显示器（ＬＣＤ）的应用尤为广泛。由于液晶显示器具有体积小、外形薄、功耗低、重量轻、工作驱动电压低、无辐射，特别是视域宽、显示信息量大等优点，因此，随着现代测控技术的日益发展，液晶显示器已经成为测量显示结果和机对话的重要工具。本文介绍了内嵌ＳＥＤ１３３５控制器的液晶显示器ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０的工作原理，给出了它与ＤＳＰ的接口方法及相应的Ｃ语言程序应用设计。
ＳＥＤ１３３５是日本ＳＥＩＫＯＥＰＳＯＮ公司出品的液晶显示控制器，它具有Ｉ／Ｏ缓冲器、指令功能丰富、能混合显示图形和文本、４位数据可并行发送、并可最大驱动６４０×２５６点阵等特点。
２ ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０简介
ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０是ＴＲＵＬＹＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ公司生产的图形点阵式液晶显示器，图１为其具体的电路结构。
从图１可知，ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０的最大点阵为３２０×２４０?且带有背光功能，能够在很宽的温度范围内工作（０～５０℃）?内部有ＳＥＤ１３３５液晶显示控制器。ＳＥＤ１３３５的硬件结构可分成ＭＰＵ接口部分、内部控制部分和ＬＣＤ驱动部分。
ＳＥＤ１３３５的接口部分由指令输入缓冲器、数据输入缓冲器、数据输出缓冲器和标志寄存器组成。通过引脚的电平设置可选择适配８０８０系列和Ｍ６８００系列ＭＰＵ的等两种操作时序电路。
ＳＥＤ１３３５的控制部分由振荡器、功能逻辑电路、显示ＲＡＭ管理电路、字符库及其管理电路以及产生驱动时序的时序发生器等组成。振荡器工作频率可在１～１０ＭＨｚ内选择，而ＳＥＤ１３３５也可在很高的工作频率下迅速解译由ＭＰＵ发来的各类代码。
ＳＥＤ１３３５可以管理６４ｋＢ显示ＲＡＭ，同时可以管理内藏的字符发生器、外扩字符发生器ＣＧＲＡＭ或外部ＣＧＲＡＭ。６４ｋＢ显示ＲＡＭ可分为文本显示区、图形显示区和字符显示区等三种显示特性区。其中文本显示区专用于文本方式显示，区中每个字节的数据都认为是字符代码。ＳＥＤ１３３５使用该字符代码确定字符首地址，然后将相应的字模数据传送出去，以在液晶屏上显示该字符的８×８点阵块；图形显示区用于图形方式显示，区中每个字节的数据直接被送出，每个位的电平状态决定显示屏上一个点的显示状态，“１”为显示，“０”为不显示；ＳＥＤ１３３５内的字符发生器ＣＧＲＯＭ固化了１６０种５×７点阵字符的字模；此外，ＳＥＤ１３３５还能外扩字符发生器，其代码范围是８０Ｈ～９ＦＨ和Ｅ０Ｈ～ＦＦＨ共６４种。
ＳＥＤ１３３５的驱动部分具有各显示区的合成显示能力、传输数据的组织功能及产生液晶显示模块所需时序的功能。ＳＥＤ１３３５用４位并行方式向液晶显示器传输数据。
一般来讲，使用内置ＳＥＤ１３３５控制器的液晶显示器时，设计者无需了解ＳＥＤ１３３５对液晶屏的显示驱动、点阵扫描、显示存储器管理等操作，这一切都会由ＳＥＤ１３３５自动进行?因此只需清楚ＳＥＤ１３３５的各种数据指令格式、显示存储器的区间划分和接口引脚的功能定义即可。
该液晶显示器同微处理器的接口也很简单，只要按液晶显示器的引脚功能定义将其分别连接于微处理器的相应管脚即可。微处理器对液晶显示器的操作有四类、共１３条指令：第一类是系统控制指令（２条），用于设置ＳＥＤ１３３５的软件初始化和显示驱动电源状态；第二类是显示操作指令（７条），该类指令用于设置显示的数据起始地址、区域、方式以及光标的显示方式、形状和光标地址指针的移动方向等；第三类是绘制操作指令（２条），该指令专用于对液晶屏上的像素（点）进行操作；第四类是存储操作指令（２条），该指令用于将显示数据写入显示区并把光标地址确定的数据送到缓冲区。ＳＥＤ１３３５的多数指令都带有参数，这些参数值可根据所控制的液晶显示器的具体特征和显示的需要来进行设置，其指令集如表１所列。
表1SED1335的指令集
功能指令操作码
说明
参数量系统控制SYSTEMSET40H初始化，显示窗口设置8SLEEPIN53H空闲操作-显示操作DISPON/OFF59H/58H设置显示方式1SCROLL44H设置显示区域，卷动10CSRFORM5DH设置光标形状2CGRAMADR500H设置CGRAM起始地址2CSRDIR4CH～4FH设置光标移动方向-HDOTSCR5AH设置点单元卷动位置1OVLAY5BH设置合成显示方式1绘制操作CSRW46H设置光标地址2CSRR47H读出光标地址2存储操作MWRITE42H数据写入显示缓冲区若干MREAD43H从显示缓冲区读数据若干
３ ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０同ＤＳＰ的接口
ＴＩ公司的１６－ｂｉｔ定点ＤＳＰＴＭＳ３２０Ｆ２０６是一种低功耗的ＤＳＰ器件，它采用改进的哈佛结构，有１条程序总线和３条数据总线。该ＤＳＰ采用流水线操作，同时具有高度并行３２－ｂｉｔ算术逻辑单元、１６×１６ｂｉｔ并行硬件乘法器、片内存储器、片内外设和高度专业化的指令集，特别适合于信号处理，可用于工业控制领域和各类仪器仪表的开发设计。液晶显示器ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０有８位数据线、３个电源线和５个控制线，当ＴＭＳ３２０Ｆ２０６外接１６ＭＨｚ晶振，且工作时钟控制模式选为×１时，可以把液晶显示器ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０的读写信号线同ＴＭＳ３２０Ｆ２０６的读写信号线直接相连。图２所示是液晶显示器与ＴＭＳ３２０Ｆ２０６的典型接口电路。
４ Ｃ语言程序设计
ＴＭＳ３２０Ｆ２０６的用户可以用汇编语言或Ｃ语言进行源程序的编写，因为用Ｃ语言开发出的系统易于维护，可靠性高，可移植性好。下面是用Ｃ语言编写的液晶显示器ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０的初始化及清屏程序：
ｉｏｐｏｒｔｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｐｏｒｔ１ｆｆ１；／＊定义片选地址＊／
ｉｏｐｏｒｔｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｐｏｒｔ１ｆｆ０；
＃ｄｅｆｉｎｅＬｃｄ_ｗｃｐｏｒｔ１ｆｆ１／＊ＬＣＤ写指令＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＬｃｄ_ｗｄｐｏｒｔ１ｆｆ０／＊ＬＣＤ写参数＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＬｃｄ_ｒｓｐｏｒｔ１ｆｆ０
＃ｄｅｆｉｎｅＬｃｄ_ｒｄｐｏｒｔ１ｆｆ１
＃ｄｅｆｉｎｅＳＹＳＴＥＭ_ＳＥＴ０ｘ４０／＊初始化设置＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＳＣＲＯＬＬ０ｘ４４／＊显示域设置＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＳＬＥＥＰ_ＩＮ０ｘ５３／＊休闲模式设置＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＤＩＳＰ_ＯＮ０ｘ５９／＊显示状态设置显示开＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＤＩＳＰ_ＯＦＦ０ｘ５８／＊显示关＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＯＶＬＡＹ０ｘ５ｂ／＊显示合成设置＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＨＤＯＴ_ＳＣＲ０ｘ５ａ／＊点位移设置＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＣＳＲＦＯＲＭ０ｘ５ｄ／＊光标形状设置＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＣＧＲＡＭ_ＡＤＲ０ｘ５ｃ／＊ＣＧＲＡＭ首址设置＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＣＳＲＤＩＲ_ＲＧ０ｘ４ｃ／＊光标移动方式设置光标右移＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＣＳＲＤＩＲ_ＬＦ０ｘ４ｄ／＊光标左移＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＣＳＲＤＩＲ_ＵＰ０ｘ４ｅ／＊光标上移＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＣＳＲＤＩＲ_ＤＷ０ｘ４ｆ／＊光标下移＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＣＳＲＷ０ｘ４６／＊光标指针设置＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＣＳＲＲ０ｘ４７／＊读取光标指针＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＭＷＲＩＴＥ０ｘ４２／＊数据写入设置＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＭＲＥＡＤ０ｘ４３／＊数据读取设置＊／
＃ｄｅｆｉｎｅＬｃｄＡＰ０ｘ２８／＊显示屏一行所占字节数＊／
＃ｄｅｆｉｎｅｗａｉｔ（）ｗｈｉｌｅ（（Ｌｃｄ_ｒｓ＆０ｘ００４０）＝＝０ｘ００４０）／＊等待＊／
ｖｏｉｄＣｌｅａｒ（ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔＡｄｄ１，ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔＡｄｄ２，ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔＤａｔａ）
{ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔＣｏｕｎｔｅｒ;
Ｌｃｄ_ｗｃ＝ＣＳＲＤＩＲ_ＲＧ;ｗａｉｔ();?／＊Ａｄｄ１:显示区首址＊／
Ｌｃｄ_ｗｃ＝ＣＳＲＷ;ｗａｉｔ();／＊Ａｄｄ２:显示区末址＊／
Ｌｃｄ_ｗｄ＝０ｘ００;ｗａｉｔ();／＊Ｄａｔａ:显示数据＊／
Ｌｃｄ_ｗｄ＝０ｘ００;ｗａｉｔ();?
Ｌｃｄｗｃ＝ＭＷＲＩＴＥ;ｗａｉｔ();
{ｆｏｒ_Ｃｏｕｎｔｅｒ＝Ａｄｄ１;Ｃｏｕｎｔｅｒ＜Ａｄｄ２;Ｃｏｕｎｔｅｒ＋＋)
{Ｌｃｄ_ｗｄ＝Ｄａｔａ;ｗａｉｔ();}?
Ｌｃｄ_ｗｃ＝ＣＳＲＤＩＲ_ＤＷ;ｗａｉｔ();}
ｖｏｉｄＬｃｄ_Ｉｎｉｔ(ｖｏｉｄ)／＊初始化液晶子程序＊／
{ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｉ;Ｌｃｄ_ｗｃ＝ＳＹＳＴＥＭ_ＳＥＴ;ｗａｉｔ();
ｆｏｒ(ｉ＝０;ｉ＜８;ｉ＋＋)／＊Ｓｙｓｔａｂ[]＝０ｘ３０,０ｘ８７,
０ｘ０７,０ｘ２７,０ｘ４２,０ｘｆ０,０ｘ２８,０＊／
{Ｌｃｄ_ｗｄ＝Ｓｙｓｔａｂ[ｉ];ｗａｉｔ();}Ｌｃｄ_ｗｃ＝
ＳＣＲＯＬＬ;ｗａｉｔ();
ｆｏｒ(ｉ＝０;ｉ＜１０;ｉ＋＋)／＊Ｓｃｒｔａｂ[]＝０,０,
０ｘｆ０,０,０ｘ４０,０ｘｆ０,０,０ｘ８０,０,０ｘ００＊／
{Ｌｃｄ_ｗｄ＝Ｓｃｒｔａｂ[ｉ];ｗａｉｔ();Ｌｃｄ_ｗｃ＝
ＨＤＯＴ_ＳＣＲ;ｗａｉｔ(0;
Ｌｃｄ_ｗｄ＝０ｘ００;ｗａｉｔ();Ｌｃｄ_ｗｃ＝ＯＶＬＡＹ;
ｗａｉｔ();Ｌｃｄ_ｗｄ＝０ｘ０８;ｗａｉｔ();
Ｌｃｄ_Ｃｌｅａｒ(０,０ｘ８０００,０ｘ００);／＊清显示区子程序＊／
Ｌｃｄ_ｗｃ＝ＤＩＳＰ_ＯＮ;ｗａｉｔ();Ｌｃｄ_ｗｄ＝
０ｘ５４;ｗａｉｔ();／＊０ｘ５４＊／
Ｌｃｄ_ｗｃ＝ＣＳＲＦＯＲＭ;ｗａｉｔ();Ｌｃｄ_ｗｄ＝０ｘ０７;
ｗａｉｔ();
Ｌｃｄ_ｗｄ＝０ｘ８７；ｗａｉｔ（）；
Ｌｃｄ_ｗｃ＝ＣＳＲＤＩＲ_ＤＷ；ｗａｉｔ（）；
１引言
各种仪器仪表无论是测量型的仪器仪表，还是信号源型的仪器仪表，或大或小都有一个显示子系统，这使得液晶显示器（ＬＣＤ）的应用尤为广泛。由于液晶显示器具有体积小、外形薄、功耗低、重量轻、工作驱动电压低、无辐射，特别是视域宽、显示信息量大等优点，因此，随着现代测控技术的日益发展，液晶显示器已经成为测量显示结果和机对话的重要工具。本文介绍了内嵌ＳＥＤ１３３５控制器的液晶显示器ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０的工作原理，给出了它与ＤＳＰ的接口方法及相应的Ｃ语言程序应用设计。
ＳＥＤ１３３５是日本ＳＥＩＫＯＥＰＳＯＮ公司出品的液晶显示控制器，它具有Ｉ／Ｏ缓冲器、指令功能丰富、能混合显示图形和文本、４位数据可并行发送、并可最大驱动６４０×２５６点阵等特点。
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２ ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０简介
ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０是ＴＲＵＬＹＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ公司生产的图形点阵式液晶显示器，图１为其具体的电路结构。
从图１可知，ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０的最大点阵为３２０×２４０?且带有背光功能，能够在很宽的温度范围内工作（０～５０℃）?内部有ＳＥＤ１３３５液晶显示控制器。ＳＥＤ１３３５的硬件结构可分成ＭＰＵ接口部分、内部控制部分和ＬＣＤ驱动部分。
ＳＥＤ１３３５的接口部分由指令输入缓冲器、数据输入缓冲器、数据输出缓冲器和标志寄存器组成。通过引脚的电平设置可选择适配８０８０系列和Ｍ６８００系列ＭＰＵ的等两种操作时序电路。
ＳＥＤ１３３５的控制部分由振荡器、功能逻辑电路、显示ＲＡＭ管理电路、字符库及其管理电路以及产生驱动时序的时序发生器等组成。振荡器工作频率可在１～１０ＭＨｚ内选择，而ＳＥＤ１３３５也可在很高的工作频率下迅速解译由ＭＰＵ发来的各类代码。
ＳＥＤ１３３５可以管理６４ｋＢ显示ＲＡＭ，同时可以管理内藏的字符发生器、外扩字符发生器ＣＧＲＡＭ或外部ＣＧＲＡＭ。６４ｋＢ显示ＲＡＭ可分为文本显示区、图形显示区和字符显示区等三种显示特性区。其中文本显示区专用于文本方式显示，区中每个字节的数据都认为是字符代码。ＳＥＤ１３３５使用该字符代码确定字符首地址，然后将相应的字模数据传送出去，以在液晶屏上显示该字符的８×８点阵块；图形显示区用于图形方式显示，区中每个字节的数据直接被送出，每个位的电平状态决定显示屏上一个点的显示状态，“１”为显示，“０”为不显示；ＳＥＤ１３３５内的字符发生器ＣＧＲＯＭ固化了１６０种５×７点阵字符的字模；此外，ＳＥＤ１３３５还能外扩字符发生器，其代码范围是８０Ｈ～９ＦＨ和Ｅ０Ｈ～ＦＦＨ共６４种。
ＳＥＤ１３３５的驱动部分具有各显示区的合成显示能力、传输数据的组织功能及产生液晶显示模块所需时序的功能。ＳＥＤ１３３５用４位并行方式向液晶显示器传输数据。
一般来讲，使用内置ＳＥＤ１３３５控制器的液晶显示器时，设计者无需了解ＳＥＤ１３３５对液晶屏的显示驱动、点阵扫描、显示存储器管理等操作，这一切都会由ＳＥＤ１３３５自动进行?因此只需清楚ＳＥＤ１３３５的各种数据指令格式、显示存储器的区间划分和接口引脚的功能定义即可。
该液晶显示器同微处理器的接口也很简单，只要按液晶显示器的引脚功能定义将其分别连接于微处理器的相应管脚即可。微处理器对液晶显示器的操作有四类、共１３条指令：第一类是系统控制指令（２条），用于设置ＳＥＤ１３３５的软件初始化和显示驱动电源状态；第二类是显示操作指令（７条），该类指令用于设置显示的数据起始地址、区域、方式以及光标的显示方式、形状和光标地址指针的移动方向等；第三类是绘制操作指令（２条），该指令专用于对液晶屏上的像素（点）进行操作；第四类是存储操作指令（２条），该指令用于将显示数据写入显示区并把光标地址确定的数据送到缓冲区。ＳＥＤ１３３５的多数指令都带有参数，这些参数值可根据所控制的液晶显示器的具体特征和显示的需要来进行设置，其指令集如表１所列。
表1SED1335的指令集
功能指令操作码
说明
参数量系统控制SYSTEMSET40H初始化，显示窗口设置8SLEEPIN53H空闲操作-显示操作DISPON/OFF59H/58H设置显示方式1SCROLL44H设置显示区域，卷动10CSRFORM5DH设置光标形状2CGRAMADR500H设置CGRAM起始地址2CSRDIR4CH～4FH设置光标移动方向-HDOTSCR5AH设置点单元卷动位置1OVLAY5BH设置合成显示方式1绘制操作CSRW46H设置光标地址2CSRR47H读出光标地址2存储操作MWRITE42H数据写入显示缓冲区若干MREAD43H从显示缓冲区读数据若干
３ ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０同ＤＳＰ的接口
ＴＩ公司的１６－ｂｉｔ定点ＤＳＰＴＭＳ３２０Ｆ２０６是一种低功耗的ＤＳＰ器件，它采用改进的哈佛结构，有１条程序总线和３条数据总线。该ＤＳＰ采用流水线操作，同时具有高度并行３２－ｂｉｔ算术逻辑单元、１６×１６ｂｉｔ并行硬件乘法器、片内存储器、片内外设和高度专业化的指令集，特别适合于信号处理，可用于工业控制领域和各类仪器仪表的开发设计。液晶显示器ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０有８位数据线、３个电源线和５个控制线，当ＴＭＳ３２０Ｆ２０６外接１６ＭＨｚ晶振，且工作时钟控制模式选为×１时，可以把液晶显示器ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０的读写信号线同ＴＭＳ３２０Ｆ２０６的读写信号线直接相连。图２所示是液晶显示器与ＴＭＳ３２０Ｆ２０６的典型接口电路。
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４ Ｃ语言程序设计
ＴＭＳ３２０Ｆ２０６的用户可以用汇编语言或Ｃ语言进行源程序的编写，因为用Ｃ语言开发出的系统易于维护，可靠性高，可移植性好。下面是用Ｃ语言编写的液晶显示器ＭＳＰ－Ｇ３２０２４０的初始化及清屏程序：
ｉｏｐｏｒｔｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｐｏｒｔ１ｆｆ１；／＊定义片选地址＊／
ｉｏｐｏｒｔｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｐｏｒｔ１ｆｆ０；
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＃ｄｅｆｉｎｅＬｃｄＡＰ０ｘ２８／＊显示屏一行所占字节数＊／
＃ｄｅｆｉｎｅｗａｉｔ（）ｗｈｉｌｅ（（Ｌｃｄ_ｒｓ＆０ｘ００４０）＝＝０ｘ００４０）／＊等待＊／
ｖｏｉｄＣｌｅａｒ（ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔＡｄｄ１，ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔＡｄｄ２，ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔＤａｔａ）
{ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔＣｏｕｎｔｅｒ;
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